Page 1

SINTEF RAPPORT TITTEL

SINTEF Materialteknologi Korrosjon, sammenføyning og overflateteknologi

Vannbehandling Korrosjon i lukkede vannsystem

Postadresse: 7465 Trondheim Besøksadresse: Richard Birkelands vei 3A Telefon: 73 59 27 80 Telefaks: 73 59 68 92

FORFATTER(E)

Foretaksregisteret: NO 948 007 029 MVA

Tor Gunnar Eggen, Frode Frydenlund OPPDRAGSGIVER(E)

Staro Product AS RAPPORTNR.

GRADERING

OPPDRAGSGIVERS REF.

STF24 F02300

Fortrolig

Ove Stavø

GRADER. DENNE SIDE

ISBN

PROSJEKTNR.

ANTALL SIDER OG BILAG

Fortrolig

243930.00

24

ELEKTRONISK ARKIVKODE

PROSJEKTLEDER (NAVN, SIGN.)

VERIFISERT AV (NAVN, SIGN.)

I:\2480\Prosjekt\243930\Fag\F02300-2.doc

Tor Gunnar Eggen

Ole Øystein Knudsen

ARKIVKODE

DATO

GODKJENT AV (NAVN, STILLING, SIGN.)

2002-02-11

Odd Magne Akselsen, Forskningssjef

SAMMENDRAG

Denne rapporten inneholder anbefalinger vedrørende korrosjonsbeskyttelse av lukkede vannsystemer fortrinnsvis i Norge hvor en stort sett har overflatevann. På generell basis behandler rapporten ulike system og hvordan forskjellige parametere innvirker på korrosjon. I tette lukkede system kan korrosjon og utfelling kontrolleres ved pH regulering. Oksygen nivået vil avta naturlig ved at oksygen forbrukes i korrosjonsprosessen ved oppstart av anlegget samt at luft skilles ut ved oppvarming. For anlegg som inneholder stål, kobber og messing bør pH ligge mellom 9,5 og 11. Påfylling må gjøres med vann som inneholder lite Ca2+, Mg2+ og Cl-. Det anbefales lukket ekspansjonstank. Hva er så ENØK ulempene i et varmesystem som ikke avgir den energi som det er dimensjonert for? − Vann temperaturen på systemet blir høyere. Tap av varme til grunn, luft ute, etc, blir høyere p.g.a at systemet går på høyere temperatur. − En drifter et system med liten virkningsgrad. Bolig, kontor, eller fabrikk må oppvarmes av annen energi, dvs elektriske varmeovner, vedfyring, etc. Andre kostnader som følge av korrosjon og slamdannelse, er: − Verdiforringelsen av systemet fordi det korroderes og slites. − Kostnader med kjemisk rengjøring når slike tiltak blir nødvendig. − Følgekostnader ved lekkasjer som oppstår p.g.a. korrosjon. STIKKORD GRUPPE 1 GRUPPE 2 EGENVALGTE

NORSK

Materialteknologi Korrosjon Ferskvann Oksygen Sentralvarme

ENGELSK

Materials Technology Corrosion Fresh water Oxygen Central heating


2

INNHOLDSFORTEGNELSE 1

Sammendrag og konklusjon.................................................................................................. 3

2

Korrosjon ........................................................................................................................... 3 2.1 Innledning......................................................................................................................... 3 2.2 Korrosjon i ferskvann....................................................................................................... 4 2.2.1 Generell bakgrunn............................................................................................. 4 2.2.2 Grop og spaltkorrosjon...................................................................................... 7 2.2.3 Selektiv korrosjon............................................................................................. 7 2.2.4 Galvanisk korrosjon.......................................................................................... 7 2.2.5 Bakteriekorrosjon.............................................................................................. 7 2.3 Ulike virkemidler for å hindre korrosjon og beleggdannelse........................................... 8 2.3.1 Oksygen fjerning eller reduksjon...................................................................... 8 2.3.2 Justering av pH.................................................................................................. 8 2.3.3 Oppløste ioner................................................................................................... 9 2.3.4 Inhibitor generelt............................................................................................... 9 2.3.5 Biocid behandling............................................................................................ 10 2.3.6 Filtrering.......................................................................................................... 11 2.4 Tekniske løsninger.......................................................................................................... 11 2.4.1 Oksygenfjerning.............................................................................................. 11 2.4.2 pH-regulering .................................................................................................. 12 2.4.3 Inhibering ........................................................................................................ 12 2.5 Vanlige feil ..................................................................................................................... 12

3

Virkningsgrad og økonomi.................................................................................................. 13 3.1 Innledning og bakgrunn.................................................................................................. 13 3.2 Beleggtyper og årsaker ................................................................................................... 13 3.2.1 Utfellingsbelegg. ............................................................................................. 14 3.2.2 Partikkelbelegg................................................................................................ 14 3.2.3 Kjemisk reaksjonsbelegg................................................................................. 14 3.2.4 Korrosjonsbelegg ............................................................................................ 14 3.2.5 Biologiske belegg............................................................................................ 14 3.2.6 Frysebelegg ..................................................................................................... 15 3.3 Variabler som influerer på beleggdannelsen.................................................................. 15 3.4 Varmeteknisk potensial vedrørende belegg.................................................................... 15 3.4.1 Generelle betraktninger................................................................................... 15 3.4.2 Typiske verdier for varmeovergang................................................................ 15 3.4.3 Betydningen av beleggdannelse...................................................................... 17 3.4.4 Radiator i bolig................................................................................................ 18 3.4.5 Vann til vann varmeveksler, vannavkjølt dampkondensator og dampprod.... 19

4

Økonomi og ENØK betraktninger. .................................................................................... 19

5

Referanser ......................................................................................................................... 21

Vedlegg 1 Varmeteknisk teori .................................................................................................... 22 Vedlegg 2 Eksempler på problemer i vannsystem.................................................................. 24


3

1 Sammendrag og konklusjon Denne rapporten inneholder anbefalinger vedrørende korrosjonsbeskyttelse av lukkede vannsystemer, fortrinnsvis i Norge hvor en stort sett har overflatevann. På generell basis behandler rapporten ulike system og hvordan forskjellige parametere innvirker på korrosjon og virkningsgrad, dvs. en har sett på hva som fører til at et vannsystem får reduser effekt og vurdert hvordan dette har innvirkning på energiøkonomien. Konklusjoner I tette lukkede system kan korrosjon og utfelling av korrosjonsprodukter kontrolleres ved pH regulering. Oksygen nivået vil avta naturlig ved at oksygen forbrukes i korrosjonsprosessen ved oppstart av anlegget, samt at luft skilles ut ved oppvarming. For anlegg som inneholder stål, kobber og messing bør pH ligge mellom 9,5 og 11. Påfylling må gjøres med vann som inneholder lite Ca+ , Mg+ og Cl-. Det anbefales lukket ekspansjonstank. I større anlegg der en må regne med noe lekkasje og noe vannforbruk bør det benyttes regelmessig eller kontinuerlig oksygen fjerning og pH regulering ( 9- 11) for å kontrollere korrosjon og utfelling. Fødevann bør ha lavt innhold av Ca2+ , Mg2+ og Cl-. Inneholder vannet mye Ca2+ og Mg2+ vil en pH økning til 9 – 11 gi utfelling av kalsiumkarbonat (CaCO3 ) og magnesiumhydroksyd (Mg(OH)2 ). Det bør i slike tilfelle benyttes en korrosjonsinhibitor og lavere pH. Dersom en klarer å holde oksygen nivået lavt < 10 ppb, vil også en pH på 7,5 og over gi lite korrosjon, men allikevel være så stor at den kan gi slamproblemer. Oppbygging av belegg og redusert virkningsgrad blir tatt hensyn til under dimensjonering av anlegg. Dersom en med sikkerhet kan unngå tap i virkningsgrad ved å benytte oksygenfjerning, kan en ta hensyn til dette ved dimensjonering og en får et mindre og billigere anlegg. Oksygen fjerning reduserer faren for korrosjon. Dette sikrer at det ikke vil oppstå driftsforstyrrelser, og at virkningsgraden ikke reduseres pga av slam i systemet. Over tid vil dette gi ENØK gevinst. Hva er så ENØK ulempene i et varmesystem som ikke avgir den energi som det er dimensjonert for? - Vann temperaturen på systemet blir høyere. Tap av varme til grunn, luft ute, etc. blir høyere p.g.a at systemet går på høyere temperatur. - En drifter et system med liten virkningsgrad. Bolig, kontor, eller fabrikk må oppvarmes av annen energi, dvs elektriske varmeovner, vedfyring, etc. Andre kostnader som følge av korrosjon og slamdannelse, er: - Verdiforringelsen av systemet fordi det korroderes og slites. - Kostnader med kjemisk rengjøring når slike tiltak blir nødvendig. - Følge kostnader ved lekasjer som oppstår p.g.a. korrosjon.

2 Korrosjon 2.1 Innledning Staro Products AS leverer utstyr for fjerning av oksygen i lukkede vannbårne systemer eller for oksygenfjerning i forbindelse med tilførsel av vann til system som ikke skal inneholde oksygen.


4

Bedriften har tidligere levert store industrisystem, men ønsker nå å gå inn på et annen segment i markedet som i hovedsak er sentralvarmesystem og mindre industrisystem, der tilførselen av vann til systemet er begrenset. Denne rapporten tar for seg vannbehandling av ulike vannbårne system for å unngå korrosjon og beleggdannelse. Det er fokusert på hva disse forholdene betyr driftsmessig og hvordan de innvirker på energiøkonomien over tid. I vedlegg 2 er det referert en del eksempler der det har oppstått problemer pga korrosjon og dannelse av slam. Eksemplene er hentet fra Staro Products AS erfaringsbase. 2.2 Korrosjon i ferskvann 2.2.1 Generell bakgrunn Lukkede vannsirkulasjonssytem som f.eks sentralvarmesystem, se Figur 1, utsettes for korrosjon særlig i startfasen før oksygenet i vannet er drevet av eller er forbrukt ved korrosjon. I et tett system vil en få en korrosjonsutvikling som vist i Figur 2, avhengig av om luften som unnviker ved oppvarming har anledning til å ventileres av eller må bli i systemet. I Figur 2 er det ikke tatt hensyn til at oksygen forbrukes i korrosjonsprosessen. Så lenge systemet ikke blir tilført luft/oksygen utenfra, vil korrosjonen avta også når luft ikke kan ventileres bort. Den viktigste parameter når det gjelder korrosjon på ferskvannssystem, er altså tilgangen på oksygen (luft) og muligheten til å holde anlegget fritt for oksygen over tid. Mulighetene for korrosjon i slike system kan i hovedtrekk leses ut av Pourbaix diagrammene for de materialer som inngår i systemet. En vil her ta for seg de vanligste materialene som benyttes: C-stål, kobber, kobberlegeringer, aluminium og i noen grad sink (varmforsinkede rør). Aluminium benyttes i dag i f.eks kjøletak. Pourbaix - diagrammene i Figur 3 - viser hva som skjer på materialoverflata (korrosjon, passivitet, og immunitet) til et material avhengig av pH og elektrokjemisk potensial. Diagrammene sier imidlertid ikke noe om reaksjons- (korrosjons) hastighet. Diagrammene gjelder for 25 °C. Ved høyere temperatur endres de noe. Med korrosjon menes at metall løses fra overflata (M = M+ + e ) og ut i elektrolytten. Det dannes ikke et beskyttende belegg på overflata som hindrer videre korrosjon. Passivitet betyr at det på overflata av metallet dannes et passivsjikt som hindrer videre oppløsning av metallet. Dette sjiktet kan være oksider (passive rustfrie stål) eller andre forbindelser. Immunitet betyr at metallet ikke kan korrodere. Alle disse områdene ses i Pourbaix diagrammene for de ulike materialer /1/. Korrosjon av metall er en anodisk reaksjon. Den frigjør elektroner som må taes hånd om av en katodisk reaksjon som forbruker elektroner. De viktigste katodiske reaksjoner i forbindelse med korrosjon er oksygen og hydrogen reaksjonene, dvs oppløst oksygen i elektrolytten opptar elektroner og det dannes vann eller OH- ioner. Den andre reaksjonen er hydrogen ioner som sammen med elektroner danner hydrogen gass. Reaksjonene er tegnet inn i alle Pourbaix diagrammene som stiplede linjer. Den øverste linjen gjelder for oksygen, den nederste for hydrogen.


5

Figur 1 Prinsipp skisse for et sentralvarmeanlegg

Figur 2 Korrosjon av C-st책l i vann mettet med luft som funksjon av temperatur.


6

Oksygen

Hydrogen

Figur 3 Pourbaix - diagram for kobber (A1), jern (stål) (A2), sink (A3) og aluminium (A4) /1/. I lukkede system er det ønskelig å fjerne alt oksygen. Av Pourbaixdiagrammene ser en at oksygenreaksjonen foregår ved et høyere potensial enn hydrogenreaksjonen. Fjernes derfor denne reaksjonen ved at oksygenet (luft) fjernes, vil korrosjonspotensialet bli bestemt av hydrogen reaksjonen og korrosjonspotensialet blir lavere. Lavere korrosjonspotensial gir lavere reaksjonshastigheter dvs mindre korrosjon, eller ingen korrosjon dersom potensialet kommer ned i immunområdet. Ser en på Pourbaix – diagrammene for de materialene som benyttes i slike system, så viser de at dersom systemet kun består av stål og Cu (Cu-legeringer), så vil en pH høyere enn 9 sørge for at en ikke får korrosjon, selv om en har oksygen i anlegget. Materialene (Fe og Cu ) er enten passive eller immune ved alle potensial når pH er over 9. Ingen system er ideelle slik at selv om materialene er passive, så kan en få lokal korrosjon (pitting og spaltkorrosjon). Sjansen for å få dette er mye større når en har oksygen tilstede, slik at en i alle tilfelle bør fjerne oksygenet dersom dette er mulig. Også aggressive ioner (Cl-, SO42-) kan ødelegge passiviteten og gi lokale angrep. Inneholder systemet aluminium vil pH 9 og høyere gi korrosjon på dette materialet. Varmeanlegg som inneholder aluminiumkomponenter er imidlertid ikke så vanlig, med unntak av i kjøletaksystem.


7

2.2.2 Grop og spaltkorrosjon Selv om et material ut fra Pourbaix diagrammet ligger i passivområdet, kan det korrodere dersom det er klorider eller sulfater til stede. Klorider er mest kritisk. En får da lokale korrosjonsangrep (punktkorrosjon eller grop korrosjon og spaltkorrosjon). Grop og spaltkorrosjon er mest vanlig på materialer som i utgangspunktet er passive, dvs aluminium og rustfrie stål i denne sammenheng. Vann i innlandet i Norge inneholder lite klorider, < 20 ppm. Langs kysten er det et visst innslag av sjørokk, og noe høyere kloridmengder kan påregnes. Virkningen av andre ioner som Ca2+ og Mg2+, som gir vannet hardhet er i noen grad diskutert i avsnitt 2.3.2 Justering av pH. Hardt vann er mindre korrosivt enn bløtt vann. Dannelse av karbonatbelegg reduserer korrosjon på stål og kobber, og er fordelaktig så lenge det ikke bygges opp tykke belegg som hindrer gjennomstrømning og varmeovergang. 2.2.3 Selektiv korrosjon Kobberlegeringer (messing) benyttes ganske mye i slike anlegg. Messing kan være utsatt for avsinking. Avsinking betyr at de sinkrike fasene i legeringen korroderer, og det blir igjen en porøs kobberlegering som har liten styrke og som kan lekke. Dette gjelder legeringer som inneholder mindre enn 85 % kobber. Avsinkingstendensen kan reduseres ved å tilsette tinn, arsen, bly eller antimon. Avsinkingstendensen øker med temperaturen, avtar med økende pH og blir lav dersom en ikke har oksygen til stede. 2.2.4 Galvanisk korrosjon Blanding av ulike materialer i et system kan føre til galvanisk korrosjon. Med galvanisk korrosjon menes at det minst edle metallet korroderer og gir beskyttelse for de edlere metallene. For eksempel kan en blanding av stål og kobber føre til økt korrosjon av stål. Galvanisk korrosjon øker når ledningsevnen i vannet øker, dvs at mengden ioner øker. En har sett at tilsetting av inhibitor (vannløselige forbindelser som øker ledningsevnen) enkelte ganger har gitt utilsiktete problemer med galvanisk korrosjon. En annen type galvanisk korrosjon er når kobber korroderer svakt i et system med forskjellige materialer. Kobberionene som løses felles da ut på mindre edle material, som stål og aluminium. Det utfelte kobberområdene på stål og aluminium er meget gode katodeområder (letter katodereaksjonen) som øker korrosjonen av disse materialene. 2.2.5 Bakteriekorrosjon Vannsirkulasjonssystem kan forurenses av bakterier. De mest skadelige bakteriene med hensyn på korrosjon, er anarobe sulfatreduserende bakterier (SRB) som Desulfovibrio. De kan bare vokse i omgivelser som ikke inneholder oksygen, men overlever også i oksygenholdige miljø. De kan leve i pH-området 5-10 og ved en temperatur mellom 5 og 50 °C. Det finnes også stammer som overlever høyere temperaturer. Næringen til bakteriene av denne type, er sulfat som reduseres til sulfid. Sulfid katalyserer hydrogenreaksjonen og øker korrosjonen der disse bakteriene samler seg. Bakteriene danner også kolonier som gir tildekninger og spaltkorrosjon. Sulfid reduserer også tendensen til passivering, slik at initierte korrosjonsangrep vil fortsette, selv om forholdene ellers skulle tilsi at korrosjonen opphører. Det finnes også bakterier som oksiderer nitrater. Benyttes inhibering med NaNO2 (anodisk inhibitor), kan bakteriene redusere inhibitorkonsentrasjonen og øket korrosjon kan oppstå, fordi


8

konsentrasjonen avtar raskere enn forutsatt. For lite anodisk inhibitor kan gi høyere korrosjon enn om inhibitor ikke benyttes. Andre bakterier har mindre betydning for korrosjon. De fleste bakterier kan ikke leve i miljø som ikke inneholder oksygen. Oksygen fjerning virker derfor også desinfiserende. Sulfatreduserende bakterier kan fjernes ved klorering. Doseringen er om lag 2 ppm. Dette kan gjøres nedstrøms et oksygenfjerningsanlegg dersom dette benyttes. Klortilsetningen fjernes igjen i oksygenfjerningsanlegget slik at øket korrosjonsfaren pga klor blir borte. Andre baktericider er glutaraldehyd. Dette benyttes ved høy konsentrasjon ( 500 ppm) over kort tid. Dette er mulig dersom en har et oksygenfjerningsanlegg som tilfører nytt vann uten oksygen og bakterier slik at behandlingen avsluttes etter et døgn. 2.3 Ulike virkemidler for å hindre korrosjon og beleggdannelse 2.3.1 Oksygen fjerning eller reduksjon Virkningen av oksygen er diskutert i det generelle kapitelet. Oksygen er den viktigste faktoren når det gjelder korrosjon, og bør hindres i å komme inn i et system dersom dette er mulig. Om nødvendig bør kontinuerlig fjerning av oksygen vurderes, for å kunne holde et lavt oksygennivå. I system der en har stor tilførsel / forbruk av vann mettet med luft, må andre metoder benyttes for å hindre korrosjon. Andre metoder er: Valg av annet material, innvendige belegg og endring av vannkjemi. 2.3.2 Justering av pH Justering av pH er nødvendig for å unngå korrosjon helt, selv om oksygenet fjernes. Virkning av pH-justering er diskutert i det generelle kapitelet og sees i Pourbaix diagrammene. Alle reaksjoner skjer i hovedsak på materialoverflatene. En del reaksjoner medfører at det dannes OH- -ioner og H+ ioner, slik at pH på overflata ikke behøver å være den samme som i vannet forøvrig. Dette er særlig fremtredende når en har belegg og avsetninger på overflatene, som hindrer direkte kontakt med vannstrømmen. Dette er også grunnen til at en i praksis legger inn marginer i forhold til teoretisk trygge pH grenser. Temperaturen på vannet har også betydning for ved hvilken pH Cstål passiverer. Temperaturavhengigheten er vist i Figur 4. Problemet med endring av pH kan reduseres ved å benytte buffer. Buffer er en kjemikalie som stabiliserer pH og gjør den vanskelig å endre. Løseligheten for Ca-karbonat avtar når pH øker og blir utfelt spesielt på heteflatene, i det løseligheten av karbonat også avtar når temperaturen stiger. Dette reduserer varmeoverføringen / effektiviteten og øker også trykkfallet i systemet når vanntverrsnittene avtar. Det kan derfor være nødvendig å benytte tilsetninger i vannet (inhibitor), som hindrer dannelse av karbonatbelegg på heteflatene. Ca, Mg og Na tilføres med fødevannet dersom dette inneholder disse stoffene. Oppkonsentrering over tid skjer når vannet som erstattes forsvinner ved avdamping, slik at Ca Mg og Na blir igjen i systemet. Det er viktig å justere pH til riktig verdi med tanke på hvilke materialer som er i systemet. I system som ikke inneholder aluminium, kan pH med fordel ligge over 9, mens i kjøletak der det i stor grad er brukt aluminium, bør pH ikke være høyere en 9.


9

Figur 4 Maksimum og minimumsgrenser for pH med hensyn til passivområdet for jern i rent vann avhengig av temperatur. Diagrammet er laget etter data fra Townsend /3/.

2.3.3 Oppløste ioner Som diskutert i avsnitt 2.2.2 Grop og spaltkorrosjon, vil klorider og til dels sulfater kunne gi grop og spaltkorrosjon, selv om pH og potensial skulle tilsi at materialet er passivt. Vannet i Norge er mindre hardt (da det i stor grad er overflatevann) enn for eksempel vann i Danmark. Problemet med kalkavleiring (oppbygging av kalsiumkarbonat) er derfor ikke så stort i Norge. Men i i forbindelse med oksygenfjerning og pH justering, kan det allikevel være formålstjenlig å fjerne Mg (magnesium), Ca (kalsium) og Cl- (klorider) og andre ioner ved bruk av ionebyttefilter. Det finnes ionebyttemasse av blandet type, som kan fjerne forskjellige forbindelser samtidig. Dette vil hindre utfelling av disse forbindelsene. Vannet vil bli bløtt, men det vil ikke være korrosivt, så lenge oksygen ikke er tilstede, en har lite aggressive ioner, dårlig ledningsevne og det har riktig pH. 2.3.4 Inhibitor generelt Det er tre situasjoner der det må benyttes korrosjonsinhibitor. Det er: 1. pH kan ikke reguleres fordi et av materialene i systemet ikke tåler høy pH. Korrosjonen må da reduseres vha inhibitor. 2. Høy pH medfører store utfellinger av karbonat som ikke kan kontrolleres ved bruk av skallinhibitor, dvs vannet inneholder mye Ca og Mg. 3. Vannet inneholder stoffer som gjør vannet korrosivt og hindrer passivering, selv ved høy pH, typisk er Cl-.


10

Inhibering bør ikke benyttes dersom korrosjon kan kontrolleres ved oksygenfjerning og pH kontroll. Tilsetting av inhibitorer øker ledningsevnen i vannet og kan dermed øke faren for galvanisk korrosjon. En del såkalte anodiske inhibitorer kan gi usikker beskyttelse. Dersom konsentrasjonen blir for lav, kan en få økt korrosjon i steden for redusert korrosjon. En må være oppmerksom på at virkningen av inhibitorer, kan være sterkt avhengig av pH og tilsetning av andre kjemikalier, f.eks biosider. Det finnes mange typer inhibitorer og inhibitorblandinger, som må tilpasses det enkelte system. Valg av inhibitor bør derfor gjøres av spesialister som kan tilpasse type, doseringsmengde og doseringsmetode til det aktuelle anlegget. Et problem med inhibitorer er å passe på at det doseres rett, og at dette følges opp over tid. Dette er ofte et problem dersom anlegget er lite, og det ikke kan avsettes personell for oppfølging. Oppfølging medfører at det må taes prøver, som skal kontrolleres og eventuelt sendes eksternt for analyse. Dette krever opplæring. (Et ambulerende system for oppfølging og kontroll av vannsystem bør være et aktuelt bedrift konsept). For kobber er de vanligste inhibitorene ulike triazoler: Mercaptobenzotriazol, bensotriazol og tolyltriazole. Disse inhibitorene hindrer bl. a at kobberioner i og avsettes på mere uedle material, som f.eks Cstål og aluminium. Kobberavsetninger kan gi store korrosjonshastigheter på disse materialene.

2.3.5

Biocid behandling

Fritt Cl2 (klor) virker på samme måte som oksygen, og er korrosivt i seg selv, også uten oksygen til stede. Klor tilsettes for å desinfisere vannet. Bruken av klordosering i lukkede vannsystem i Norge er avtagende, da en i større grad bruker UV stråling som desinfiseringsmetode. Klor fjernes også katalytisk ved en reaksjon med hydrogen på samme måte oksygen. Reaksjonen mellom hydrogen og klor skjer raskere enn mellom hydrogen og oksygen. Klor er meget effektiv desinfeksjonsmiddel og er nødvendig å benytte særlig i system der det sirkuleres sjøvann som i perioder inneholder store mengder bakterier og alger. Sjøvannsanlegg er imidlertid et annet type system som ikke vil bli diskutert her. For å fjerne bakterier benyttes også annen biocid behandling. De mest vanlige biocid typer som benyttes, er listet i Tabell 1 /2/. Virkningen på bakterier, sopp og alger er vist i samme tabell. En ser også at de ulike biosider virker innenfor ulike pH områder.


11

Tabell 1 Forskjellige biosider og virkning på bakterier, sopp og alger

2.3.6 Filtrering Et viktig element i vannbehandling som ofte ikke blir lagt stor nok vekt på, er filtrering. Ved korrosjon vil det bli løsrevet en god del korrosjonsprodukter, og sammen med partikler fra nettvannet kan dette lage problemer i ventiler, særlig små styre og kontrollventiler som kan tettes og forkiles. Blir det mye rust og andre partikler i systemet som sirkulerer fritt, kan det forekomme en slipeeffekt (erosjonskorrosjon), som gjør at enda mer korrosjonsprodukter og andre belegge løsner fra røroverflaten og en får en akselererende effekt. Over tid samler partiklene seg i områder med lav strømningshastiget og etter 5-15 år har f eks. radiatorer blitt fylt opp med slam, slik at varme-effekten uteblir helt. Dette har stor økonomisk betydning da en får et system, som gir lite varme i forhold til energiforbruket. Ekstra varmekilder må også benyttes for å få opp temperaturen tilstrekkelig med de ekstra kostnader dette medfører. Det er uvisst hvor langt ned en bør filtrere vannet. Vi mener at det ideelle er å komme ned i et område der en fjerner 80-90% av partikler større en 2-5 µm.

2.4 Tekniske løsninger 2.4.1 Oksygenfjerning Ved oksygen fjerning kan det benyttes 3 metoder: 1. Bobling med nitrogen som etter hvert fortrenger luften i systemet.


12

2. Katalytisk reaksjon mellom oksygen og hydrogen til vann i en reaktor. Eksempel på utstyr er NIPROX utstyr. 3. Tilsetting av kjemikalier som reagerer med oksygen. 2.4.2 pH-regulering pH reguleres ved tilsetting av kjemikalier enten en base eller buffer løsninger som stabiliserer pH. Dette kan gjøres manuelt eller automatisk. Det er også mulig å benytte reaktortank med katalysatormasse som stabiliserer pH. 2.4.3 Inhibering Inhibering kan foregå ved kontinuerlig dosering, batchvis med (jevne) mellomrom eller ved behov. Kontinuerlig tilførsel må benyttes når vannforbruket er stort, ellers benyttes inhibering ved behov.

2.5 Vanlige feil Klassisk feil som gir korrosjon: − Ikke diffusjonstette plastrør er benyttet i anlegget slik at anlegget tilføres oksygen gjennom rørveggen. I en periode for en del år siden var dette vanlig og en sliter med problemene ennå. − Vannest sirkulerer gjennom en åpen ekspansjonstank og drar med seg luft. − Sirkulasjonspumpa plasseres feil slik at systemet trekker inn luft. − Feil med automatiske lufteventiler forekommer også. De blir stående åpen pga av feil med flottør eller feil trykkforhold.


13

3 Virkningsgrad og økonomi 3.1 Innledning og bakgrunn I de aller fleste varmevekslere vil det over tid dannes belegg på varmeoverførende flater. Hvilket belegg som dannes, og hvor tykt, er avhengig av mange faktorer. For de fleste beleggtyper gjelder at de har lavere termisk varmeledningsevne enn materialet i heteflaten, og vil dermed redusere varmevekslerens effektivitet. I tillegg vil belegget minske strømningstverrsnittet, noe som gir et høyere trykkfall. Det kan også i lokale områder forårsake økt varmefluks med overoppheting som resultat. For å kompensere for tapt varmeovergang er det vanlig å overdimensjonere vekslere. Hvor mye avhenger av hvilken prosess og forhold som gjelder. I tillegg er det ved mange beleggtyper også nødvendig med periodiske renseoperasjoner. Figur 5 viser hvordan temperaturprofilet gjennom en rørvegg med belegg på både utside og innside kan se ut.

α2

U

Belegg utside Rørvegg

Belegg innside

Rf2

λw

U Rf1

α1

T Figur 5 Temperaturprofil gjennom rørvegg med belegg.

3.2 Beleggtyper og årsaker For at belegg skal kunne dannes er det en rekke prosessvariabler som er viktige: § Tid. § Varmevekslerens geometri. § Materialtype og overflate. § Vegg- og bulktemperatur. § Strømningshastighet. § Varmeoverføringsmekanismer. § Medienes sammensetning.


14

Det er vanlig praksis å dele de ulike beleggtypene inn i følgende grupper: § Utfellingsbelegg. § Partikkelbelegg § Kjemisk reaksjonsbelegg. § Korrosjonsbelegg. § Biologiske belegg. § Frysebelegg.

3.2.1 Utfellingsbelegg. Ved overheting av medier som inneholder salter, vil det skilles ut krystaller på heteflatene. Prosessforhold som kan føre til utfelling: 1. Fordampning, slik at konsentrasjonen av et salt overstiger løseligheten. 2. Avkjøling av medier som inneholder et salt med normal løselighet (det vil si at løseligheten synker når temperaturen synker) til under metningstemperaturen. 3. Oppvarming av medier med invers løselighet til over metningstemperatur I både tilfelle 2 og 3 vil en kunne ha overmetting ved heteflatene uten at bulkstrømmen er overmettet. 3.2.2 Partikkelbelegg Partikler har en tendens til å avsette seg på heteflater, særlig på horisontale flater men også på vertikale flater. Partiklene er ofte korrosjonsprodukter, enten fra selve heteflatene eller fra andre deler av anlegget. Lekkasje av oksygen inn i mediet er i så måte et viktig kriterium for dannelse av partikkelbelegg som er basert på korrosjonsprodukter. 3.2.3 Kjemisk reaksjonsbelegg Kjemiske reaksjoner nær heteflatene vil kunne gi beleggdannelse. Denne type beleggdannelse forekommer mest innen prosessindustri som olje, gass eller matvareproduksjon. Ofte er oksygen en viktig faktor i slike sammenhenger. Kjemisk reaksjonsbelegg er derimot ikke et vanlig problem når mediet er vann. 3.2.4 Korrosjonsbelegg Korrosjonsbelegg oppstår når materialet i heteflatene inngår i en korrosjonsprosess, og korrosjonsproduktene avleires på heteflatene. Denne avleiringen vil også kunne øke beleggdannelse fra andre mekanismer. Korrosjon er generelt avhengig av et oksygenholdig medium. 3.2.5 Biologiske belegg Biologiske belegg skyldes avsetning av levende organismer på heteflatene. Det er registrert mer enn 2000 ulike arter som kan forårsake beleggdannelse. I hovedsak skilles det mellom to grupper: § Skjell, muslinger og lignende. § Alger, sopp, bakterier og lignende. Mikroorganismer er som regel avhengig av oksygen. Temperaturer under 0°C og/eller over 70°C vil drepe de fleste mikroorganismer. Foruten oksygeninnhold og temperatur er pH-verdi,


15

næringsinnhold og strømningshastiget viktige faktorer. akselerere dannelsen av partikkelbelegg.

Et biologisk belegg vil også kunne

3.2.6 Frysebelegg Frysebelegg forekommer når veggtemperaturen er lavere enn mediets frysetemperatur. Frysebelegg kan også oppstå som følge av andre mekanismer selv om dette ikke er vanlig i vannsystem. En eller flere komponenter i en væskestrøm kan felles ut som krystaller dersom mediet blir overmettet når temperaturen synker. Dette er et problem særlig innen olje og gass sektoren, eksempelvis blir parafin utfelt fra oljestrømmen når temperaturen synker. 3.3 Variabler som influerer på beleggdannelsen Det er mange variabler som er bestemmende for hvordan et belegg avsetter seg, og hvordan det fjernes. De fleste belegg oppnår en bestemt tykkelse etter et gitt tidsrom i et gitt miljø. Hvordan en endring av de ulike variabler slår ut, kan sees i Tabell 2. Tabell 2 Effekten av ulike variabler på beleggdannelse Variabel (økende) Festbarhet Veggtemperatur Styrke og fjerningsmotstand Overflateruhet

Avsetningsrate Øker Øker Muligens litt Mulig økning

Fjerningsrate Minkende Avhengig av mediet Minkende Mulig økning

Korrosjon i hele miljøet

Øker

Korrosjon på heteflater

Øker

Hastighet på mediet

Minkende

Sannsynligvis ingen effekt Avhengig av korrosjonsprodukt Øker (alltid)

Beleggmotstand Øker Øker Øker Sannsynligvis ingen effekt Øker Øker Minkende

Eksempel til Tabell 1. Dersom korrosjonen øker i hele systemet vil det dannes mer korrosjonsprodukter i vannstrømmen. Disse avsettes som partikkelbelegg på heteflatene, og avsetningshastigheten øker. Hvor fort belegget fjernes påvirkes ikke av økt korrosjon i systemet, dvs vi har en upåvirket fjerningsrate. Med en økende avsetningsrate øker også beleggmotstanden. Omtrent samme forløp har vi dersom den økte korrosjonen bare er på heteflatene. 3.4 Varmeteknisk potensial vedrørende belegg 3.4.1 Generelle betraktninger Beleggdannelse i varmevekslere er meget komplisert. Det er mange variable som bestemmer avsetningen av belegg. I denne omgang vil det derfor bare bli referert til generelle verdier og prosessforløp. 3.4.2 Typiske verdier for varmeovergang Gjennom stoff, enten fast eller fluid er det definert en termisk konduktivitet, λ, som uttrykker hvor godt materialet leder varme. Typiske verdier for ulike stoffer er listet opp i Tabell 3


16

Tabell 3 Typiske verdier for termisk konduktivitet i utvalgte stoffer, ved 300K (~25°C). Material Kobber Aluminium Bronse (70% Cu, 30% Zn) Bløtt stål Rustfritt stål, 18-8 Betong Vann Kork Luft

λ W/m/K 386 204 111 64 15 1,4 0,611 0,043 0,027

Når varmen skal gå fra et fluid til et fast stoff, er det andre konstanter som er bestemmer varmetransporten. Disse er definert som konvektive verdier, α, for ulike stoffer. De konvektive verdiene varierer hos ulike fluider, de varierer også etter hvordan strømningsbildet ser ut. Disse verdiene er derfor bare omtrentlige, se Tabell 4. Tabell 4 Typiske verdier for konvektiv varmeovergang Strømning og fluid Fri konveksjon, luft Fri konveksjon, vann Tvungen konveksjon, luft Tvungen konveksjon, vann Kondenserende vanndamp Kokende vann

α W/m2 /K 3 – 25 15 – 100 10 – 200 50 – 10 000 5 000 – 50 000 3 000 – 100 000

Verdier for varmegjennomgang i belegg, Rf, er basert på erfaringsverdier fra en rekke forsøk samt erfaringer fra virkelige anlegg. Enkelte av erfaringsverdiene for Rf er listet opp i Tabell 5. Det er viktig å huske på at verdiene er omtrentlige, nøyaktige verdier lar seg bare bestemme etter omfattende forsøk i det aktuelle miljøet.


17

Tabell 5 Dimensjonerende verdier for beleggdannelse, Rf. Fluid Sjøvann Brakkvann Vann til kjøletårn (behandlet) Vann til kjøletårn (ubehandlet) Elvevann Destillert eller lukket kondenseringskrets Behandlet fødevann til koker

Rf [W/m2 /K]-1 0,000 09 – 0,001 0,000 5 – 0,003 0,000 18 – 0,002 0,000 53 – 0,005 0,000 18 – 0,004 0,000 09 - 0,000 5 0,000 09 – 0,001

Hvordan ulike konstanter inngår i varmtekniske beregninger, er vist i Vedlegg 1: Varmeteknisk teori 3.4.3 Betydningen av beleggdannelse I mange tilfeller kan beleggdannelse redusere varmeoverføringen dramatisk. Dette kan skje når belegget blir flaskehalsen i varmeoverføringen. Er derimot flaskehalsen andre steder vil ikke beleggdannelsen ha så stor innvirkning på varmeoverføringen. En redusert varmeoverføring fører dermed til at varmeveksleren må overdimensjoneres i forhold til det nødvendige areal, som hadde vært påkrevd for en veksler uten belegg. Når varmeveksleren er dimensjonert riktig, oppleves ofte ingen problemer. Årsaken er at belegget oppnår en maksimum tykkelse i et gitt miljø, og dersom veksleren er riktig dimensjonert overføres den prosjekterte varme. I mange tilfeller er det imidlertid ønskelig å kunne øke effekten på en varmeveksler, f.eks for å hente mer varme ut av en spillvarmestrøm eller lignende. Potensialet for ulike varmevekslere er illustrert i Tabell 6. Når tabellen leses, er det viktig å huske på at ”ren veksler” er en veksler helt uten belegg – i virkeligheten vil det nok dannes et lite belegg likevel.


18

Reduksjon av effekt Mye belegg [%]

Radiator i bolig, jern Vann til vann, stål Vann til vann, kobber, Vannavkjølt dampkondensator, stål, Vannavkjølt dampkondensator, kobber, Dampproduksjon, stål, Dampproduksjon, kobber, mye belegg

12,48 1382 1680

12,42 882 995

0 12 15

1 44 50

2362

1657

890

30

62

3388

2105

1005

38

70

2449

2007

1700

18

31

3569

2701

2173

24

39

Globalt varmeoverg.tall for veksler med lite belegg, UF [W/m2 /K]Globalt varmeoverg.tall for veksler med mye belegg, UF [W/m2 /K]

12,50 1579 1980

Globalt varmeovergangstall for ren veksler, UC [W/m2 /K]

Reduksjon av effekt Lite belegg. [%]

Tabell 6 Forskjeller mellom vekslere uten belegg, med lite belegg og mye belegg.

3.4.4 Radiator i bolig En radiator er ikke særlig følsom for beleggdannelse. Grunnen er at de konvektive verdiene både på innsiden og utsiden er relativt lave siden varmeovergangen skjer ved tilnærmet fri konveksjon ved de mediehastigheter som er gjeldende. Dermed blir varmemotstanden i utgangspunktet relativ stor og normal beleggdannelse får ikke særlig innvirkning. For dimensjonering av radiatorer er det vanlig å bruke typiske verdier som vist i eksemplet under. Eksempel: § α1 Den konvektive varmeovergangen inne i radiatoren er satt som en blanding av fri og tvungen konveksjon, α 1 = 60 W/m2 /K. Konvektiv varmeovergang på utsiden er satt til å være fri konveksjon, α 2 = 15 W/m2 /K. § λ Konduktivitet i jern er satt til 64 W/m/K. § Rf Beleggmotstanden satt til å være mellom 0,00009 og 0,0005 [W/m2 /K]-1, vannet er forutsatt å være av tappevannskvalitet. En radiator uten belegg har et gjennomsnittlig varmeovergangstall på 12,5 W/m2 /K. Dersom det dannes et normalt tykt belegg endres varmegjennomgangstallet til 12,4 W/m2 /K. For å opprettholde den totale varmeavgivelsen er det da nødvendig å installere en radiator med 1% større areal enn det som hadde vært nødvendig hvis belegg ikke ble dannet. Dersom det ikke taes hensyn til beleggdannelsen, vil radiatoren tape 1% av effektleveransen etter hvert som belegg dannes. Radiatoren er altså tilnærmet upåvirket av beleggdannelse. Et større problem i radiatorer er at de med tiden kan fylles opp med slam, slik at varmeavgivelsen blir dårlig. Den viktigste årsaken til slam er korrosjon pga at små mengder oksygen trenger inn over tid og danner korrosjonsprodukter, dvs slam.


19

3.4.5

Vann til vann varmeveksler, vannavkjølt dampkondensator og dampprod.

Vann til vann varmeveksler er vanlig brukt innen fjernvarmeproduksjon, samt velbrukt innen industri for å kjøle/varme prosesstrømmer. Vannavkjølt dampkondensator og dampproduksjon er mest brukt innen industri. Ved lite beleggdannelse er det et beskjedent forbedringspotensial, fordi gevinsten kommer etter hvert som beleggdannelsen blir større. Ved et utviklet belegg kan det være et stort potensial for å øke effektiviteten til varmeveksleren å fjerne belegg. Eksempel på vann til vann varmeveksler § α1 Den konvektive varmeovergangen er satt som tvungen konveksjon, α 1 = α2 = 4000 W/m2 /K, for vann til vann varmeveksler. Konvektiv varmeovergang for kondenseringssiden og fordampningssiden er satt til hhv 25 000 og 40 000 W/m2 /K. § λ Varmeledningseven i stål er satt til 15 W/m/K, og for kobber 386 W/m/K. § Rf Beleggmotstanden satt til å være mellom 0,00009 og 0,0007 [W/m2 /K]-1. Ser på en vann til vann varmeveksler med varmeoverføringsmateriale i kobber, og med muligheter for mye belegg. Varmegjennomgangstallet for veksler uten belegg er 1980 W/m2 /K. Dersom det dannes et normalt stort belegg, reduseres varmegjennomgangstallet til 995 W/m2 /K. For å kompensere for denne reduksjonen i varmegjennomgangstallet, er det nødvendig å øke arealet med 99% i forhold til veksler uten belegg. Gjøres ikke denne korreksjonen reduseres varmevekslerens ytelse med 50%.

4 Økonomi og ENØK betraktninger. Beleggdannelse medfører i mange tilfeller store ekstra utgifter, både i forbindelse med drift og utførelse. Når en varmeveksler skal dimensjoneres, må den overdimensjoneres for å ta høyde for beleggdannelse. Beleggdannelse kan øke størrelsen på vekslere, se Tabell 6 som viser at reduksjon i effekt kan bli opptil 70%, i forhold til veksler uten belegg. Dette tilsvarer en areal økning i veksleren på bortimot 250 %. Dersom beleggdannelse kan unngåes, vil materialkostnaden kunne reduseres betraktelig. Det som imidlertid er vanskelig å bestemme uten omfattende studie av forholdene, er hvor stor reduksjonen i beleggettykkelse som oppnåes ved å fjerne oksygen. I forbindelse med drift kan det også være besparelser dersom beleggdannelsen reduseres. Hvor stor denne besparelsen er, avhenger i stor grad hvor stort problem beleggdannelsen er i ulike tilfeller. Korrosjon i lukkete anlegg er tilsynelatende ikke et stort problem fordi i et lukket anlegg, som ikke har et påfyll av oksygenrikt vann, vil oksygenet relativt raskt bli oppbrukt. Da opphører nesten korrosjonen i anlegget. Det viser seg imidlertid etter mange års drift at den lille korrosjonen som allikevel foregår, fører til slamdannelser og dårlig effektivitet i f eks radiatorer. Tap av effektleveranse fra en radiator p.g.a. beleggdannelse vil være lite, men har radiatoren mistet 50% av varmeoverflaten p.g.a. slamoppbygging vil effektleveransen bli redusert med 50%. Slam i radiatorer kan påvises med varmefotografering av radiatoren. Derimot, i anlegg som hele tiden tilføres store mengder med oksygenrikt vann, for eksempel ved dampproduksjon eller dampkondensering, er det muligheter for en kontinuerlig korrosjonsprosess.


20

I slike tilfeller vil det være store besparelser ved å fjerne oksygenet fortløpende, dersom korrosjonsbelegget er den dominerende beleggtypen. På et kjelanlegg der radiatorene har slamoppbygging produserer kjelen energi som en ikke får tatt ut til oppvarming. Dette gir dårlig utnyttelse av brenselet og høye energikostnader. På et system som er vekslet fra et fjernvarme system vil en ikke veksle varme, da temperatur på primær – sekundær siden blir lik. En får dermed ikke avgitt energi fra fjernvarmenettet. Hva er så ENØK ulempene i et varmesystem som ikke avgir den energi, som det er dimensjonert for? - Vann temperaturen på systemet blir høyere. Tap av varme til grunn, luft ute, etc. blir høyere p.g.a at systemet går på høyere temperatur. - En drifter et system med liten virkningsgrad. Bolig, kontor, eller fabrikk må oppvarmes av annen energi, varmeovner, vedfyring, etc. Andre kostnader som følge av korrosjon og slamdannelse: - Verdiforringelsen av systemet fordi det korroderes og slites. - Kostnader med kjemisk rengjøring når slike tiltak blir nødvendig. - Følge kostnader ved lekkasjer som oppstår p.g.a. korrosjon.


21

5 Referanser /1/

D.R.H.Jones: ” Corrosion of Central Heating Systems” Eng. Failure Analysis Vol. 4 No 3, pp 174-199, 1997.

/2/

ASM Handbook - Corrosion Vol 13 pp

/3/

H. E. Townsend, Jr: ”Potential-pH Diagrams at Elevated Temperatures for the System FeH2 O.” Corrosion Sci. Vol. 10, pp 343 to 351, 1970.


22

Vedlegg 1 Varmeteknisk teori Det globale varmegjennomgangstallet er definert som: 1.

 A 1 1 x Aw  1 = + R f1 + ⋅ +  + R f 2  ⋅ 1 U1 α1 λw A2  α 2  A2

Som gir oss: 2. U1 =

1  A 1 x Aw  1 + R f1 + ⋅ +  + R f 2  ⋅ 1 α1 λ w A 2  α2  A2

For tynnvegget rør eller plateveksler, hvor arealene er like store på begge sider kan ligningen skrives som: 3. U1 =

1 1 x 1 + R f1 + + + Rf 2 α1 λw α2

hvor: U = Totalt varmegjennomgangstall α = Varmeovergangstall Rf = Beleggfaktor λ = Termisk konduktivitet A = Areal Subbskrift 1 = Side 1 2 = Side 2 w = “Wall” vegg

[W/m2 /K] [W/m2 /K] [m2 K/W] [W/m/K] [m2 ]

4. Q = U ⋅ A ⋅ LMTD hvor: Q = Effekt A = Varmeoverførende areal LMTD = Logaritmisk midlere temperatur differanse Det er svært vanskelig, i mange tilfeller umulig, å skille Rf1 fra Rf2. Derfor er det vanlig å samle begge faktorene i en: Rf.

5. R f 1 + R f 2 = R f =

1 1 − UF UC

hvor: UF = Totalt varmeovergangstall med beleggdannelse


23

UC = Varmeovergangstall uten beleggdannelse Ut fra lign. 4 utledes 6. En designer av varmevekslere får som oftest oppgitt hvilken temperaturdifferanse og ytelse veksleren skal ha. Dermed hvis vi holder LMTD og effekten konstant kommer vi frem til lign 6, som viser hvor mye større areal som trengs for å opprettholde vekslerens ytelse grunnet beleggdannelse: 6.

AF −1 = UC ⋅ R f AC

hvor: AF = Areal som er nødvendig for en veksler med belegg AC = Areal som er nødvendig for en veksler uten belegg Når varmeveksleren først er bygget er det ikke mulig å endre på arealet. For å se hvordan ytelsen på varmeveksleren tapes med økende belegg holdes arealet konstant og LMTD holdes også konstant. Lign. 7 viser hvor mye mindre effekten på en veksler med belegg er i forhold til en veksler uten belegg. •

7. 1 −

QF •

=UF ⋅ Rf

QC hvor: QC = Effekt for veksler uten belegg QF = Effekt for veksler med belegg


24

Vedlegg 2 Eksempler på problemer i vannsystem Vi kan nevne noen følgende eksempler: • Et sentralvarmesystem i et kontorbygg på ca. 5000m2 , varmepumpe er brukt for å trekke energi ut av sjøvann (det er kjent at en har en stor ENØK effekt ved bruk av varmepumpe). Varmen blir vekslet og avgitt fortrinnsvis ved bruk av radiatorer, noe gulvvarme er installert men dette er minimalt. Anlegget er nå 15 år gammelt, dette er et såkalt ”tett anlegg” der det ikke er behov for noe påfylling av vann. Dermed er det i.h.t. fagpersonell ikke behov for vannbehandling. Anlegget har fungert upåklagelig de første 10 årene, og det har varmet opp bygget kun ved bruk av dette systemet. De siste årene har det i flere og flere kontorer blitt installert elektriske vifteovner for å komplettere varmebehovet. Dette uten at det blir innrømmet noen problemer med sentralvarme systemet. Vi har ved besøk i bygget følt på radiatoren og kan tydelig kjenne at mange radiatorer er kalde i bunnen og at den varmer kun på toppen. En varmefotografering av radiatoren avdekker at 40% av overflaten ikke avgir varme. Sannsynlig årsak er en liten korrosjon som etter lang tid har ført til oppfylling av radiatorene med slam •

Kjøletak i et bankbygg på ca. 5000m2 . Vannbehandling er ikke foreskrevet av konsulenter da dette ikke er vanlig på slike systemer. Kjøleelementene i taket er av aluminium, koblet sammen med plastslanger til samlestokker og hovedstamme av stålrør. Anlegget fungerer upåklagelig de første 5 årene og det har aldri vært behov for noen etterfylling av vann. Etter 5 år har rørlegger skiftet et utall TA-ventiler fordi de ikke regulerer eller har tettet seg. Det er oftere og oftere behov for å regulere inn et rom da kjøletaket ikke fungerer. I det siste 2 årene har en nesten gitt opp å benytte anlegget og ”anerkjent” at kjøletaket ikke fungerer lenger. Kjøletaket har ikke vært prioritert av banken da de er blitt forespeilet betydelige kostnader fra rørleggere for å reparere taket. Sannsynlig årsak er oppsamling av korrosjonsprodukter i og tetting av ventiler pga at systemet ikke har vært tett. Bruk av plastrør kan være en årsak til dette.

Kjøletak i et kontorbygg som hadde tilsvarende oppbygging som eksemplet over. Etter 15 år sluttet anlegget å fungere helt og ble gitt opp av rørleggere (dette etter at de hadde utført betydelige utskiftninger av ventiler og kjølelement). Årsaken var slam og belegg dannelse i anlegget som tettet ventiler og reduserte gjennomstrømning. Det ble utførte en kjemisk rengjøring på systemet med kjemikalier bestående av sitronsyre, inhibitor og dispergeringsmiddel. Kjemikalier ble sirkulert i 4 dager og det ble ikke avdekket en eneste lekkasje (dette pga. de ”snille” kjemikaliene). Niprox system ble installert og oksygeninnhold, pH og partikler ble målt med 6 mnd intervaller. Anlegget har nå vært i drift 9 år etter denne rehabiliteringen og det er ikke meldt seg noen problemer ennå. Det har ikke vert skiftet en eneste TA ventil.

Sintefevaluering  

Denne rapporten inneholder anbefalinger vedrørende korrosjonsbeskyttelse av lukkede vannsystemerfortrinnsvis i Norge hvor en stort sett har...

Sintefevaluering  

Denne rapporten inneholder anbefalinger vedrørende korrosjonsbeskyttelse av lukkede vannsystemerfortrinnsvis i Norge hvor en stort sett har...